JP4221686B2

JP4221686B2 - 筒内噴射式エンジンのカム角検出装置

Info

Publication number: JP4221686B2
Application number: JP28850799A
Authority: JP
Inventors: 匡橋口; 弘和松浦; 敏朗西本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: JP2001107773A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内噴射式エンジンのカム角検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−２７０５２０号公報には、筒内噴射式エンジンにおいて、吸気ポート弁のカムシャフトをシリンダヘッド外方に延設し、この延設部分にて燃料ポンプを駆動する構造が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来から、カムアングルセンサはノイズの影響を除去するために点火コイルから離間する必要があるが、エンジンの小型化が進むにつれてレイアウトが難しくなっている。特に、各気筒ごとに点火プラグ近傍に独立点火コイルを配置したエンジンにおいては、上記カムアングルセンサをこれに近接する独立点火コイルから十分に離間させることが困難となっている。
【０００４】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、その目的は、燃料ポンプの駆動機構を簡略化でき、カムアングルセンサを点火コイルから十分に離間してノイズの影響を低減できる筒内噴射式エンジンのカム角検出装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の筒内噴射式エンジンのカム角検出装置は、各気筒ごとに、点火プラグ近傍に独立点火コイルが配置され、インジェクタに高圧燃料を供給する燃料ポンプを備えるエンジンにおいて、カムシャフトをシリンダヘッド外方に延設し、この延設部分に前記燃料ポンプを駆動するために外周に隆起部を有するポンプカムと、カムアングルを検出するために外周に突起部を有するピックアップカムとが並設され、両カムに対応して前記燃料ポンプとカムアングルセンサとが配設されている。
【０００６】
また、好ましくは、前記延設部分は、前記カムシャフトとは別体に構成されている。
【０００７】
また、好ましくは、前記カムアングルセンサは、前記延設部分における前記燃料ポンプの駆動部位よりも更にシリンダヘッド外方に配設した。
【０００８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、筒内噴射式エンジンにおいて、カムシャフトをシリンダヘッド外方に延設し、この延設部分に燃料ポンプを駆動するために外周に隆起部を有するポンプカムと、カムアングルを検出するために外周に突起部を有するピックアップカムとが並設されており、両カムに対応して燃料ポンプとカムアングルセンサとが配設されていることにより、燃料ポンプの駆動機構を簡略化でき、カムアングルセンサを点火コイルから十分に離間してノイズの影響を低減できる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、延設部分は、カムシャフトとは別体に構成されていることにより、他のカムシャフトの加工ラインと共通化できる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、カムアングルセンサは、延設部分における燃料ポンプの駆動部位よりも更にシリンダヘッド外方に配設したことにより、カムアングルセンサを点火コイルから十分に離間してノイズの影響をより効果的に低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
［筒内噴射エンジンの構造］
図１は、本実施形態の筒内噴射式エンジンの燃焼室部分の構造を示す概略断面図である。
【００１２】
図１に示すように、１はエンジンであって、シリンダブロック２には複数のシリンダが形成され、シリンダブロック２の頂部にシリンダヘッド３がガスケットを介して固定されている。各シリンダにはピストン４が嵌挿され、ピストン４の頂面とシリンダヘッド３の下面との間に燃焼室５が形成されている。そして、燃焼室５に連通するように吸気ポート６及び排気ポート７とこれらポート６、７を開閉する吸気弁８及び排気弁９とが配設され、燃焼室５に臨むように点火プラグ１０とインジェクタ１１が配設されている。インジェクタ１１は燃焼室５内に直接燃料を噴射する。
【００１３】
シリンダヘッド３の下面には断面略台形の凹部が形成され、燃焼室５の上部を画定している。燃焼室５の上面部には吸気ポート６が開口し、傾斜面部には排気ポート７が開口している。吸気ポート６及び排気ポート７は、夫々２個ずつ紙面と直交する方向に並んで設けられ、吸気弁８及び排気弁９が夫々配設されている。吸気弁８及び排気弁９は、図示しないカムシャフト等からなる動弁機構により作動されて所定タイミングで開閉する。
【００１４】
点火プラグ１０は、燃焼室５上部の略中央部に配置され、点火ギャップが燃焼室５内に臨むようにシリンダヘッド３に取り付られる。
【００１５】
インジェクタ１１は燃焼室５の周縁部に配設され、吸気ポート６の側方においてシリンダヘッド３に取り付けられ、吸気ポート６が開口する燃焼室５上面部とシリンダブロック２に対する合わせ面との間の壁面１２にインジェクタ１１のノズル部が臨み、斜め下方に向けて燃焼を噴射する。
【００１６】
ビストン４頂部のインジェクタ１１寄りには、凹状の成層用キャビティ１３が形成されている。そして、ピストン４が上死点に近い位置となる圧縮行程後半に燃料がインジェクタ１１からキャビティ１３に向けて噴射されると共に、キャビティ１３で反射されて点火プラグ１０付近に達するように、インジェクタ１１の位置及び方向とキャビティ１の位置と点火プラグ１０の位置関係が予め設定されている。
［カム角検出装置］
図２は、本実施形態のカム角検出装置を含む筒内噴射式エンジンのシリンダヘッドを上方から見た図である。図３は図２のシリンダヘッドをフロント側から見た図であり、カムシャフトを軸支したときの構造を示す図である。図４は図２のシリンダヘッドをリヤ側から見た図である。図５はカムシャフトから延設されるカム角検出装置の延設軸を示す図である。図６はカムシャフトと延設軸との嵌合状態を示す図である。図７は、ピックアップカム形状を示す図である。図８は、ポンプカム形状を示す図である。
【００１７】
図１乃至図６に示すように、本実施形態のカム角検出装置２０は、シリンダヘッド３のリヤ側（動力伝達方向に沿って下流側）端面の排気ポート側に取り付られている。
【００１８】
シリンダヘッド３の短手方向中央にはフロント側からリヤ側に気筒ごとに４つの点火プラグ取付孔１４が形成され、これら点火プラグ取付孔２を挟んで互いに対向するように一対の吸気ポート６、６及び排気ポート７、７とが形成されている。
【００１９】
各点火プラグ取付孔１４には点火プラグ１０が取り付られ、各点火プラグ近傍には独立して点火コイルが配置される。
【００２０】
シリンダヘッド３は、吸気ポート６、６を開閉する吸気弁８を駆動する吸気弁カムシャフト１５と、排気ポート７、７を開閉する排気弁９を駆動する排気弁カムシャフト１６とを軸支する。
【００２１】
カム角検出装置２０にはインジェクタ（不図示）に高圧燃料を供給する燃料ポンプ３０が取り付られており、燃料ポンプ３０は排気弁カムシャフト１６により駆動される。
【００２２】
排気弁カムシャフト１６はシリンダヘッド３のリヤ側外方に延設され、この延設軸２１にて燃料ポンプ３０を駆動すると共に、カム角を検出する。
【００２３】
図６に示すように、延設軸２１は、排気弁カムシャフト１６とは別体に構成されている。
【００２４】
延設軸２１は、シリンダヘッド側端部の凸部２１ａが排気弁カムシャフト１６のリヤ側端部の凹部１６ａに嵌合することにより連結され、カム角検出装置のハウジング２２に軸支されている。
【００２５】
延設軸２１には、燃料ポンプ３０を駆動するポンプカム２３とカムアングルセンサ２５により延設軸２１の回転角（排気弁カムシャフト１６の回転角）を検出するためのピックアップカム２４とが形成されている。
【００２６】
カムアングルセンサ２５は、その先端のセンシング部分がピックアップカム２４の外周面の軸方向中心に近接するようにハウジング２２に形成された開口部２６に装着される。
【００２７】
図７に示すように、ピックアップカム２４の外周面には直径方向に相反する突起部２４ａ，２４ｂが外方に突設されると共に、突起部２４ａ，２４ｂを結ぶ直線に対して図中右まわりに所定角度ずれて突起部２４ｂに近接する突起部２４ｃとが形成されている。突起部２４ａは１番、４番シリンダのカム角を検出し、突起部２４ｂは２番、３番シリンダのカム角を検出するために設けられる。また、突起部２４ｃは２番、３番のシリンダのカム角であることを検出するために設けられる。
【００２８】
ピックアップカム２４及びカムアングルセンサ２５は、延設軸２１におけるポンプカム２３よりも更にシリンダヘッド外方に配設されている。
【００２９】
図８に示すように、ポンプカム２３は真円に対して９０°間隔で外方に滑らかに隆起する隆起部２３ａが形成された対称形となっており、隆起部２３ａが燃料ポンプ３０のカム当接部材３１に当接してストロークＬだけ９０°ごとに押し出される。
【００３０】
本実施形態の構成によれば、延設軸２１をカムシャフト１６に連結させ、延設軸２１のポンプカム２３によりにより燃料ポンプ３０を駆動するので燃料ポンプの駆動機構を簡略化できる。
【００３１】
また、カムアングルセンサ２５を点火コイルから十分に離間してノイズの影響を低減できる。
【００３２】
更に、カムシャフト１６と延設軸とを別体構成としたので、他のカムシャフトの加工ラインと共通化できる。
【００３３】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００３４】
本実施形態では、筒内噴射式のエンジンの例を説明したが、それ以外の吸気ポート噴射式のエンジンにも適用可能である。
【００３５】
また、吸気弁カムシャフトに延設軸を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の筒内噴射式エンジンの燃焼室部分の構造を示す概略断面図である。
【図２】本実施形態のカム角検出装置を含む筒内噴射式エンジンのシリンダヘッドを上方から見た図である。
【図３】図２のシリンダヘッドをフロント側から見た図であり、カムシャフトを軸支したときの構造を示す図である。
【図４】図２のシリンダヘッドをリヤ側から見た図である。図５はカムシャフトから延設されるカム角検出装置の延設軸を示す図である。
【図５】カムシャフトから延設されるカム角検出装置の延設軸を示す図である。
【図６】カムシャフトと延設軸との嵌合状態を示す図である。
【図７】ピックアップカム形状を示す図である。
【図８】ポンプカム形状を示す図である。
【符号の説明】
３…シリンダヘッド
４…燃焼室
６…吸気ポート
７…排気ポート
８…吸気弁
９…排気弁
１０…点火プラグ
２０…カム角検出装置
２１…延設軸
２２…ハウジング
２３…ポンプカム
２４…ピックアップカム
３０…燃料ポンプ

Claims

各気筒ごとに、点火プラグ近傍に独立点火コイルが配置され、インジェクタに高圧燃料を供給する燃料ポンプを備えるエンジンにおいて、
カムシャフトをシリンダヘッド外方に延設し、この延設部分に前記燃料ポンプを駆動するために外周に隆起部を有するポンプカムと、カムアングルを検出するために外周に突起部を有するピックアップカムとが並設されており、両カムに対応して前記燃料ポンプとカムアングルセンサとが配設されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンのカム角検出装置。
前記延設部分は、前記カムシャフトとは別体に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式エンジンのカム角検出装置。
前記カムアングルセンサは、前記延設部分における前記燃料ポンプの駆動部位よりも更にシリンダヘッド外方に配設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の筒内噴射式エンジンのカム角検出装置。